Metamath Proof Explorer


Theorem lcfrlem29

Description: Lemma for lcfr . (Contributed by NM, 9-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses lcfrlem17.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
lcfrlem17.o โŠข โŠฅ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
lcfrlem17.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
lcfrlem17.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.a โŠข ๐ด = ( LSAtoms โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem17.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
lcfrlem17.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
lcfrlem17.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
lcfrlem17.ne โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ‰  ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
lcfrlem22.b โŠข ๐ต = ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) )
lcfrlem24.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem24.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem24.q โŠข ๐‘„ = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
lcfrlem24.r โŠข ๐‘… = ( Base โ€˜ ๐‘† )
lcfrlem24.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ ( ๐‘ฃ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘ฅ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) ) ) ) )
lcfrlem24.ib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐ต )
lcfrlem24.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem25.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
lcfrlem28.jn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) โ‰  ๐‘„ )
lcfrlem29.i โŠข ๐น = ( invr โ€˜ ๐‘† )
Assertion lcfrlem29 ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) ) ( .r โ€˜ ๐‘† ) ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐ผ ) ) โˆˆ ๐‘… )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcfrlem17.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
2 lcfrlem17.o โŠข โŠฅ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
3 lcfrlem17.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
4 lcfrlem17.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
5 lcfrlem17.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
6 lcfrlem17.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘ˆ )
7 lcfrlem17.n โŠข ๐‘ = ( LSpan โ€˜ ๐‘ˆ )
8 lcfrlem17.a โŠข ๐ด = ( LSAtoms โ€˜ ๐‘ˆ )
9 lcfrlem17.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
10 lcfrlem17.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
11 lcfrlem17.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) )
12 lcfrlem17.ne โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ } ) โ‰  ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘Œ } ) )
13 lcfrlem22.b โŠข ๐ต = ( ( ๐‘ โ€˜ { ๐‘‹ , ๐‘Œ } ) โˆฉ ( โŠฅ โ€˜ { ( ๐‘‹ + ๐‘Œ ) } ) )
14 lcfrlem24.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
15 lcfrlem24.s โŠข ๐‘† = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
16 lcfrlem24.q โŠข ๐‘„ = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
17 lcfrlem24.r โŠข ๐‘… = ( Base โ€˜ ๐‘† )
18 lcfrlem24.j โŠข ๐ฝ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‰ โˆ– { 0 } ) โ†ฆ ( ๐‘ฃ โˆˆ ๐‘‰ โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘˜ โˆˆ ๐‘… โˆƒ ๐‘ค โˆˆ ( โŠฅ โ€˜ { ๐‘ฅ } ) ๐‘ฃ = ( ๐‘ค + ( ๐‘˜ ยท ๐‘ฅ ) ) ) ) )
19 lcfrlem24.ib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐ต )
20 lcfrlem24.l โŠข ๐ฟ = ( LKer โ€˜ ๐‘ˆ )
21 lcfrlem25.d โŠข ๐ท = ( LDual โ€˜ ๐‘ˆ )
22 lcfrlem28.jn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) โ‰  ๐‘„ )
23 lcfrlem29.i โŠข ๐น = ( invr โ€˜ ๐‘† )
24 1 3 9 dvhlmod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LMod )
25 15 lmodring โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โ†’ ๐‘† โˆˆ Ring )
26 24 25 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ Ring )
27 1 3 9 dvhlvec โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LVec )
28 15 lvecdrng โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LVec โ†’ ๐‘† โˆˆ DivRing )
29 27 28 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ DivRing )
30 eqid โŠข ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ )
31 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐ท ) = ( 0g โ€˜ ๐ท )
32 eqid โŠข { ๐‘“ โˆˆ ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆฃ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) } = { ๐‘“ โˆˆ ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆฃ ( โŠฅ โ€˜ ( โŠฅ โ€˜ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) ) ) = ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘“ ) }
33 1 2 3 4 5 14 15 17 6 30 20 21 31 32 18 9 11 lcfrlem10 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) )
34 eqid โŠข ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ )
35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 lcfrlem22 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ๐ด )
36 34 8 24 35 lsatlssel โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) )
37 4 34 lssel โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ( LSubSp โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆง ๐ผ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ )
38 36 19 37 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ )
39 15 17 4 30 lflcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) โˆˆ ๐‘… )
40 24 33 38 39 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) โˆˆ ๐‘… )
41 17 16 23 drnginvrcl โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ DivRing โˆง ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) โˆˆ ๐‘… โˆง ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) โ‰  ๐‘„ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) ) โˆˆ ๐‘… )
42 29 40 22 41 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) ) โˆˆ ๐‘… )
43 1 2 3 4 5 14 15 17 6 30 20 21 31 32 18 9 10 lcfrlem10 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) )
44 15 17 4 30 lflcl โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โˆง ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( LFnl โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐ผ ) โˆˆ ๐‘… )
45 24 43 38 44 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐ผ ) โˆˆ ๐‘… )
46 eqid โŠข ( .r โ€˜ ๐‘† ) = ( .r โ€˜ ๐‘† )
47 17 46 ringcl โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ Ring โˆง ( ๐น โ€˜ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) ) โˆˆ ๐‘… โˆง ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐ผ ) โˆˆ ๐‘… ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) ) ( .r โ€˜ ๐‘† ) ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐ผ ) ) โˆˆ ๐‘… )
48 26 42 45 47 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐ผ ) ) ( .r โ€˜ ๐‘† ) ( ( ๐ฝ โ€˜ ๐‘‹ ) โ€˜ ๐ผ ) ) โˆˆ ๐‘… )